[发明专利]改进安全性的电池组电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全性改进的电池组电池，更具体而言，涉及一种 以如下结构来构造的电池组电池：在该结构中电极组件安装在由包括 金属层和树脂层的层压板制成的电池壳内，电池壳沿着它的一个容纳 部分的边缘被热熔焊以形成一密封部分，其中在该密封部分的与被连 接到电极组件的电极导片(a，b)中的一个导片——即具有相对低的挠 性的电极导片(a)——相对应的部分(“电极导片对应部分”)处形 成一薄弱部分，该薄弱部分被物理变形，以使得当预定压力施加到该 薄弱部分时，内部气体穿过该薄弱部分排到外面，该薄弱部分并不形 成在其他电极导片(b)的电极导片对应部分。

背景技术

随着移动设备的日益发展，对移动设备的需求不断增加，对于作为 移动设备的能量来源的二次电池需求也急剧增加。在这些二次电池中有 一种具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池，对该种锂二次电池已 经进行了许多研究，并且其现在已被商业应用和广泛应用。

二次电池作为诸如电动自行车(E-bike)、电动车辆(EV)或者混 合电动车辆(HEV)等的电动设备的能量来源，以及作为诸如移动电话、 数码相机、个人数字助理(PDA)以及膝上型电脑等的可移动无线电子 设备的能量来源，已经引起了相当大的关注。

其内包装有电池组电池的小型电池组用于小型设备，例如移动电话 和数码相机。另一方面，中型或大型电池组用于诸如膝上型电脑和电动 车辆等的中型或大型设备，其中该中型或大型电池组内具有包括互相并 联或串联连接的两个或多个电池组电池(在下文中，有时被称为多电池 (multi-cell))的电池组。

如上文所述，锂二次电池具有良好的电气性能；但是，锂二次电池 具有低安全性。例如，当锂二次电池发生诸如过充电、过放电、暴露于 高温以及电短路等等的异常运行时，引起组成电池的活性材料和电极分 解，导致产生热量和气体，并且所述气体以及由于产生热量所引起的高 温和高压加速了上述分解。最后，会发生着火或者爆炸。

为此，锂二次电池设有安全系统，例如用于在电池过充电、过放电 或者过流时中断电流的保护电路，在电池的温度升高时其电阻大大增加 从而中断电流的正温度系数(PTC)元件，以及在压力由于产生气体而 增加时用于中断电流或排出气体的弯曲安全构件。例如，在小型圆柱形 二次电池的情况下，PTC元件和弯曲安全构件通常布置在具有一阴极/ 隔板/阳极结构的电极组件(发电元件)的顶部，该电极组件安装在圆 柱形壳内。另一方面，在棱柱形或袋形小型二次电池的情况下，保护电 路模块和PTC元件通常安装在其内以密封状态安装有发电元件的棱柱 形壳或袋形壳的上端。

锂二次电池的安全问题对于具有多电池结构的中型或大型电池组 更加严重。由于在多电池结构的电池组中使用了多个电池组电池，某些 电池组电池的异常运行会引起其他电池组电池的异常运行，从而会发生 着火或爆炸，这会引起大规模事故。为此，中型或大型电池组设有用于 防止电池组电池过充电、过放电以及过流的诸如保险丝、双金属等的安 全系统以及电池管理系统(BMS)。

但是，由于锂二次电池是连续使用的，即由于锂二次电池被连续地 充电和放电，发电元件和电连接构件逐渐退化。例如，发电元件的退化 导致电极材料和电极分解，气体由于该分解而产生。因此，电池组电池 (圆柱形或棱柱形或者袋形壳)逐渐膨胀。在锂二次电池的正常状态下， 安全系统——即BMS——检测过充电、过放电以及过流，并且控制/保 护电池组。然而，在锂二次电池的异常状态下，当BMS不运行时，危险 的可能性增加，并且很难为了确保电池组的安全性而控制电池组。中型 或大型电池组通常被构造为其中多个电池组电池被固定地安装在预定 壳内的结构。因而，各个膨胀的电池组电池在各自壳内被进一步压缩， 因此在电池组电池异常运行的条件下，着火或者爆炸的可能性大大增 加。

已经进行了各种尝试来解决二次电池的安全相关问题。特别地，已 经开发了一种用于当二次电池由于二次电池的过充电和过放电而膨胀 时将二次电池内的内部气体排到电池壳的预定区域的技术。